[전문가 칼럼] AMI 사업과 새로운 전력선 통신기술 IoT-PLC의 적용
[전문가 칼럼] AMI 사업과 새로운 전력선 통신기술 IoT-PLC의 적용
  • EPJ 기자
  • 승인 2021.01.11 16:53
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나동채 한국에너지효율화협동조합 사무총장.
나동채 한국에너지효율화협동조합 사무총장.

[일렉트릭파워] 정부의 그린뉴딜 정책 중 하나로 추진하는 ‘아파트 500만호 AMII 사업’은 검정 유효기간이 이미 지난 전력량계를 교체하면서 에너지 절약을 위한 인프라를 구축하는 사업으로 코로나 사태와 함께 한국전력(사장 김종갑)의 AMI 사업 지연으로 인해 어려움을 겪고 있는 AMI 업계에 단비와 같은 소식이었다.

지능형 전력계량시스템인 우리나라 AMI 사업은 국가 스마트그리드 구축사업으로 한전에서 2010년부터 2020년까지 저압 수용가 2,250만호를 대상으로 추진했으며 ▲경제성 ▲통신성능 ▲유지보수 편의성 등을 고려해 전력선 통신(PLC), LTE, 근거리 무선통신(Wi-SUN, Zig-Bee) 등 다양한 통신방식을 적용하고 있다.

2010년부터 한전 AMI 사업에 주력 통신방식으로 적용한 HS-PLC(전력선 통신방식)는 통신성능, 호환성, 신뢰성, 특허료 등의 논란으로 끊임없는 사업 중단과 재개를 거듭하면서, 2020년 말 현재 AMI 구축실적은 총 저압고객 2,250만호의 약 50% 정도에 그치고 있다.

HS-PLC 전력선 통신기술은 2000년대 초반 통신기술을 기반으로 2006년에 한국산업표준(KS)으로 제정돼 한전 AMI 사업에 적용해 왔으나, 통신신호 감쇄와 잡음이 매우 심한 지중선로, 장거리 가공선로 등 열악한 통신환경에선 AMI 시스템이 요구하는 검침성공률을 보장하기 어려운 기술적 한계가 있었다.

이에 따라 한전은 2015년부터 지중선로에서 HS-PLC를 대체할 통신솔루션을 검토해 외산 전력선 통신기술인 HPGP(Home Plug Green Phy) 통신방식과 LTE, 단거리 무선통신방식(Wi-SUN) 등을 도입했으나, 이 또한 AMI 시스템에 필수적인 검침성공률이 90% 수준에 불과해 당초 기대한 성능을 보장할 수 없는 실정이었다.

이런 상황을 극복하기 위해 국산 HS-PLC 칩을 생산해 온 아이앤씨테크놀로지, 씨앤유글로벌 및 인스코비 등 3개 회사는 축적한 기술력을 바탕으로 2016년부터 100억원 이상의 순수 민간자금을 공동투자해 지중선로는 물론 장거리 전선로, 옥내 전선로 등에 광범위하게 사용할 수 있는 새로운 전력선 통신기술인 IoT-PLC 칩을 개발하고 상용화를 추진해 왔다.

IoT-PLC 기술은 지난해 6월 나주 택지개발지구의 지중선로에서 통신이 불가능한 외산 전력선 통신 설비를 교체해 99.6%라는 경이로운 통신성공률로 검증했으며, 지난해 11월부턴 1만 가구를 대상으로 제주에서 시행한 신기술 검증 시범사업에 참여해 99.9% 이상의 검침성공률을 실현함으로써 세계 최고 통신성능을 확인했다.

IoT-PLC 기술은 지중선로에서 통신신호 감쇄 영향을 덜 받는 저주파 대역을 최대한 활용하고, 데이터 신호를 주파수 및 시간으로 분산 전송하는 변조기술을 개발함으로써 통신신호 감쇄와 다양한 잡음 환경에 안정적으로 대처할 수 있다.

특히, IPv6 기반의 IoT-PLC 시스템은 각 모뎀에서 최적의 통신경로를 찾아 네트워크를 구성함으로써, AMI 시스템의 신뢰성과 검침성공률을 대폭 향상시켰다.

또 IoT-PLC 기술은 기존 HS-PLC와 같은 특허료 부담이 없어 AMI 구축 사업비를 절감할 수 있으며, IoT-PLC 모뎀은 전력관리 최적화를 통해 기존 전력선 통신기술에 비해 약 750mW의 전력을 절약할 수 있어 500만대 모뎀을 설치할 경우 연간 약 30억원의 운영비용이 절감할 수 있다.

IoT-PLC 통신기술은 한전의 AMI 구축사업뿐만 아니라, 정부에서 추진하는 500만호 아파트 AMI 사업, 약 350만 개에 달하는 LED 가로등 디밍 제어사업 등 열악한 전력선통신 환경의 인프라 사업에 적용할 수 있다.

AMI 사업은 전기에너지의 효율적 이용뿐만 아니라 수요관리, 전력설비 감시 등 다양한 부가기능을 활용할 수 있는 사업으로 향후 약 2,000만호에 달하는 대규모 공공사업을 추진해야 하는데 ▲사업의 경제성 확보방안 ▲최적 통신방식 선정 ▲운영체계 구축 ▲설비이용률 제고방안 등 수많은 난제가 쌓여있다.

이런 대규모 AMI 사업을 성공적으로 추진하려면 먼저 정부와 전력회사를 구심점으로 산학연 유기적 협조체계를 구축해야 하며, 이미 10년간 축적한 경험을 바탕으로 최적의 로드맵을 수립해 시행하면서 산적한 문제들을 함께 풀어나가야 할 것이다.

IoT-PLC 통신기술은 지중선로, 장거리 가공선로 등 열악한 통신환경의 AMI 사업에 적용할 수 있는 세계 유일의 전력선통신 솔루션으로 지난 10년간 AMI 사업을 추진하면서 가장 큰 난제로 지속됐던 통신 신뢰성에 대한 논란은 이제 IoT-PLC 통신기술이 종식시킬 수 있을 것이다.


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